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蓄能器是不是壓力容器(蓄能器是壓力容器搬運(yùn)和裝卸時(shí))

來源:化工707

  

  根據(jù)換熱器的傳熱方式可以分為三大類。

  為了保證換熱器的高效運(yùn)行,需要定期對(duì)換熱器進(jìn)行清洗,清除污垢。傳統(tǒng)的清洗方法有用化學(xué)清洗液清洗,還有用高壓水噴洗配合人工清洗。用這些方法清洗清洗效率不高,且除垢不徹底;使用清洗液易造成化學(xué)污染,設(shè)備腐蝕,降低機(jī)組壽命;而用高壓水噴洗會(huì)造成水資源浪費(fèi),人工刮刷清洗還會(huì)破壞換熱器壁面,清洗的時(shí)候還要暫停生產(chǎn)。

  直接接觸式換熱器

這類換熱器的主要工作原理為兩種介質(zhì)經(jīng)接觸而相互傳遞熱量,實(shí)現(xiàn)傳熱,接觸面積直接影響到傳熱量,這類換熱器的介質(zhì)通常一種是氣體,另一種為液體。

  蓄能式換熱器

簡(jiǎn)稱蓄能器,這種換熱器的原理是熱介質(zhì)先通過加熱固體物質(zhì)達(dá)到一定溫度后,冷介質(zhì)再通過固體物質(zhì)被加熱,冷熱交替使之達(dá)到傳遞熱量的目的。主要用于回收和利用高溫廢氣的熱量。

  間壁式換熱器

這類換熱器是冷、熱兩種介質(zhì)被固體間壁隔開,并通過間壁進(jìn)行熱量交換。這類換熱器的用量非常大,占總量的99%。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為管式、板式等。

管式換熱器

  一、管殼式換熱器

  管殼式換熱器又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,操作可靠,可用各種結(jié)構(gòu)材料(主要是金屬材料)制造,能在高溫、高壓下使用,是目前應(yīng)用最廣泛的類型。

  

  1、固定管板式換熱器

  固定管板式的兩端管板和殼體制成一體。因此它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn),但是殼程清洗和檢修困難。在殼層里的流體,必須是潔凈且不易結(jié)垢的物料。

  當(dāng)兩流體的溫差較大時(shí),應(yīng)考慮熱補(bǔ)償。即在外殼的適當(dāng)部位焊上一個(gè)補(bǔ)償圈,當(dāng)外殼和管束熱膨脹不同時(shí),補(bǔ)償圈發(fā)生彈性變形,以適應(yīng)外殼和管束不同的熱膨脹程度。這種補(bǔ)償方法簡(jiǎn)單,但不宜應(yīng)用于兩流體溫差過大(不能大于70℃)和殼程流體壓強(qiáng)過高的場(chǎng)合。

  

  優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。

在相同的殼體直徑內(nèi),排管數(shù)最多,旁路最少。

每根換熱管都可以進(jìn)行更換,且管內(nèi)清洗方便。

  缺點(diǎn)

殼程不能進(jìn)行機(jī)械清洗。

當(dāng)換熱管與殼體的溫差較大(大于50℃)時(shí)產(chǎn)生溫差應(yīng)力,需在殼體上設(shè)置膨脹節(jié),因而殼程壓力受膨脹節(jié)強(qiáng)度的限制不能太高。

固定管板式換熱器適用于殼方流體清潔且不易結(jié)垢,兩流體溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的場(chǎng)合。

  2、浮頭式換熱器

  

  浮頭換熱器有一端管板不與外殼連為一體,可以沿軸向自由浮動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)不但完全消除了熱應(yīng)力的影響,且由于固定端的管板以法蘭與殼體連接,整個(gè)管束可以從殼體中抽出,因此便于清洗和檢修。故浮頭式換熱器應(yīng)用比較普遍,但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,造價(jià)較高。

  

  優(yōu)點(diǎn)

當(dāng)換熱管與殼體有溫差存在,殼體或換熱管膨脹時(shí),互不約束,不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力。

管束可從殼體內(nèi)抽出,便于管內(nèi)和管間的清洗。

  缺點(diǎn)

結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,用材量大,造價(jià)高。

浮頭蓋與浮動(dòng)管板之間若密封不嚴(yán),發(fā)生內(nèi)漏,造成兩種介質(zhì)的混合。

  3、U形管式換熱器

  U 形管式換熱器是唯一適用于高溫、高壓和高溫差的換熱器。每根管子都彎成U形,進(jìn)出口分別安裝在同一管板的兩側(cè),封頭用隔板分成兩室。這樣,每根管子可以自由伸縮,而與其他管子和殼體均無關(guān)。這種換熱器結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單,重量輕,但管程不易清洗,只適用與潔凈而不易結(jié)垢的流體,比如高壓氣體的換熱。

  

  

  優(yōu)點(diǎn)

U 形換熱管的管束可以自由浮動(dòng),無需考慮溫差應(yīng)力,可用于大溫差場(chǎng)合。

只有一塊管板,法蘭數(shù)量少,泄漏點(diǎn)少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

運(yùn)行可靠,造價(jià)低。管束可以抽出,管間清洗方便。

  缺點(diǎn)

管內(nèi)清洗比較困難。

由于管子需要有一定的彎曲半徑,故管板的利用率較低。

管束最內(nèi)層管間距大,殼程易短路。當(dāng)管內(nèi)流速太高時(shí),將會(huì)對(duì)U 形彎管段產(chǎn)生嚴(yán)重的沖蝕,影響壽命。

內(nèi)層管子壞了只能堵塞而不能更換,因而報(bào)廢率較高。

  4、填料函式浮頭換熱器

  是浮頭式換熱器的一種改型結(jié)構(gòu),它把原置于殼程內(nèi)部的浮頭移至體外,用填料函來避免殼程內(nèi)介質(zhì)的外泄。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是管板只有一端與殼體固定連接,另一端采用填料函密封。管束可以自由伸縮,不會(huì)產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應(yīng)力。

  

  優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡(jiǎn)單,制造方便,金屬耗量較浮頭低10% 左右,造價(jià)低。

管束可從殼體內(nèi)抽出,管內(nèi)、管間均能進(jìn)行清洗,維修方便。

  缺點(diǎn)

填料函耐壓不高,一般小于4.0 MPa。

殼程介質(zhì)可能通過填料函外漏,對(duì)易燃、易爆、有毒和貴重的介質(zhì)不適用。

填料函式換熱器適用于管、殼壁溫差較大或介質(zhì)易結(jié)垢,需經(jīng)常清理且壓力不高的場(chǎng)合。

  二、沉浸式蛇管換熱器

  這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應(yīng)的形狀,并沉浸在容器內(nèi)的液體中。

  

  優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能承受高壓,可用耐腐蝕材料制造。

  缺點(diǎn)

容器內(nèi)液體湍動(dòng)程度低,管外傳熱系數(shù)小。為提高傳熱系數(shù),容器內(nèi)可安裝攪拌器。

  三、噴淋式換熱器

  

  將換熱管成排地固定在鋼架上,熱流體在管內(nèi)流動(dòng),冷卻水從上方噴淋裝置均勻淋下,故也稱噴淋式冷卻器。噴淋式換熱器的管外是一層湍動(dòng)程度較高的液膜,管外給熱系數(shù)較沉浸式增大很多。另外,這種換熱器大多放置在空氣流通之處,冷卻水的蒸發(fā)亦帶走一部分熱量,可起到降低冷卻水溫度,增大傳熱推動(dòng)力的作用。因此,和沉浸式相比,淋式換熱器的傳熱效果大有改善。

  優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜。

能耐高壓。

便于檢修、清洗,水質(zhì)要求低。

  缺點(diǎn)

冷卻水噴淋不易均勻而影響傳熱效果。

只能安裝在室外。

  四、套管式換熱器

  以同心套管中的內(nèi)管作為傳熱元件的換熱器。兩種不同直徑的管子套在一起組成同心套管,每一段套管稱為“一程“,程的內(nèi)管(傳熱管)借U形肘管,而外管用短管依次連接成排,固定于支架上。熱量通過內(nèi)管管壁由一種流體傳遞給另一種流體。通常,熱流體(A流體)由上部引入,而冷流體(B流體)則由下部引入。套管中外管的兩端與內(nèi)管用焊接或法蘭連接。內(nèi)管與U形肘管多用法蘭連接,便于傳熱管的清洗和增減。每程傳熱管的有效長(zhǎng)度取4~7 m。這種換熱器傳熱面積最高達(dá)18 m2 ,故適用于小容量換熱。

  優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能耐高壓。

傳熱面積可根據(jù)需要增減,應(yīng)用方便。

  缺點(diǎn)

管間接頭多,易泄漏。

占地面積較大,單位傳熱面消耗金屬量大。

  五、肋片管式換熱器

  肋片管換熱器的結(jié)構(gòu)與一般管殼式換熱器基本相同,只是用肋片管代替了光管作為傳熱面。肋片管是一種帶肋的壁面,對(duì)擴(kuò)展換熱面積和促進(jìn)湍流有顯著的作用。由于傳熱加強(qiáng),結(jié)構(gòu)緊湊,可做成緊湊式換熱器。肋片管換熱器也經(jīng)常用于加熱或冷卻管外氣體,而在管內(nèi)通以蒸汽或水,例如空冷器、鍋爐省煤器等。

  優(yōu)點(diǎn)

與光管相比,傳熱面增大,傳熱能力增強(qiáng)。

同樣熱負(fù)荷下,比光管的管子少,因此結(jié)構(gòu)更緊湊。

可針對(duì)傳熱和工藝靈活選擇材料,做成鑲嵌或焊接肋片管。

  缺點(diǎn)

造價(jià)高。

流阻大,動(dòng)力消耗大。

板式換熱器

一、夾套換熱器

在容器外壁安裝夾套制成,夾套與容器之間形成的空間作為加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的通路。但其加熱面受容器壁面限制,傳熱系數(shù)也不高。為提高傳熱系數(shù)且使容器內(nèi)液體受熱均勻,可在容器內(nèi)安裝攪拌器。當(dāng)夾套中通入冷卻水或無相變的加熱劑時(shí),亦可在夾套中設(shè)置螺旋隔板或其他增加湍動(dòng)的措施,以提高夾套一側(cè)的傳熱系數(shù)。

優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

加工方便。

  缺點(diǎn)

傳熱面積小,傳熱效率低。

  二、螺旋板式換熱器

螺旋板換熱器是由兩張平行的金屬板卷制而成,在其內(nèi)部形成兩個(gè)同心的螺旋形通道。換熱器中央設(shè)置隔板,將螺旋形通道隔開,兩板之間焊有定距柱以維持通道間距。在螺旋板兩側(cè)焊有蓋板。冷熱流體分別通過兩條通道在器內(nèi)逆流流動(dòng),通過薄板進(jìn)行換熱。

優(yōu)點(diǎn)

傳熱系數(shù)高。

結(jié)構(gòu)緊湊。

具有可拆結(jié)構(gòu)。

缺點(diǎn)

允許的操作壓強(qiáng)和溫度比較低。

通流面積小,流速又不大,處理量較小。

  四、板肋式換熱器

是一種更為高效、緊湊、輕巧的換熱器。過去由于制造成本較高,僅用于宇航、電子、原子能等少數(shù)部門。現(xiàn)已逐漸用于石油化工及其他工業(yè)部門。

  板肋式換熱器的結(jié)構(gòu)形式很多,但基本元件相同,即在兩塊平行的薄金屬板之間,加入波紋狀或其他形狀的金屬肋片,將兩側(cè)面封死,即成為一個(gè)換熱基本元件。

優(yōu)點(diǎn)

傳熱效率高,溫度控制性好。

肋片很薄,結(jié)構(gòu)緊湊,體積小。

肋片兼具傳熱面和支撐作用,強(qiáng)度高。

缺點(diǎn)

流道狹小,容易堵塞,且清理困難。

隔板和肋片很薄,要求介質(zhì)對(duì)鋁不會(huì)腐蝕,若腐蝕,造成內(nèi)部串漏,很難修補(bǔ)。

結(jié)構(gòu)復(fù)雜,給設(shè)計(jì)增加了難度。

熱管換熱器

  

熱管是由一根抽除不凝性氣體的密封金屬管內(nèi)充以一定量的某種工作液體而成。工作液體在熱端吸收熱量而沸騰氣化,產(chǎn)生的蒸氣流至冷端冷凝放出潛熱,冷凝液回至熱端,再次沸騰氣化。如此反復(fù)循環(huán),熱量不斷從熱端傳至冷端。

熱管傳熱通過沸騰氣化、蒸氣流動(dòng)和蒸氣冷凝三步進(jìn)行,由于沸騰和冷凝的對(duì)流傳熱強(qiáng)度很大,兩端管表面比管截面大很多,而蒸氣流動(dòng)阻力損失又較小,因此熱管兩端溫差可以很小。由于其導(dǎo)熱能力好,非常適用于低溫差傳熱以及某些等溫性要求高的場(chǎng)合。

優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用壽命長(zhǎng),工作可靠。

具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性。

冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度。

缺點(diǎn)

抗氧化、耐高溫性能較差。

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